/*
    1、为满为空由信号量保证了互斥和同步。
*/
#pragma once

#include <iostream>
#include <vector>
#include <semaphore.h>
#include <pthread.h>

const static int defaultcap = 5;

template<class T>
class RingQueue;

struct ThreadData
{
    RingQueue<int>* _rq;
    std::string _threadname;
};

template <class T>
class RingQueue
{
public:
    RingQueue(int cap = defaultcap)
        : _ringqueue(cap), _cap(cap), _c_step(0), _p_step(0)
    {
        sem_init(&_cdata_sem, 0, 0);
        sem_init(&_pspace_sem, 0, cap);

        pthread_mutex_init(&_cmutex, nullptr);
        pthread_mutex_init(&_pmutex, nullptr);
    }

    // 生产行为
    void Push(const T &data)
    {
        // P(); // sem_wait()
        // V(); // sem_post()

        // 方案1：先Lock, 后P
        // 方案2：先P, 后Lock -- 这种方案更好

        P(_pspace_sem);
        Lock(_pmutex);
        _ringqueue[_p_step] = data;
        // 位置后移，维持环形特性
        _p_step++;
        _p_step %= _cap;
        Unlock(_pmutex);
        V(_cdata_sem);
    }

    // 消费行为
    void Pop(T *out)
    {
        P(_cdata_sem);
        Lock(_cmutex);
        *out = _ringqueue[_c_step];
        // 位置后移，维持环形特性
        _c_step++;
        _c_step %= _cap;
        Unlock(_cmutex);
        V(_pspace_sem);
    }

    ~RingQueue()
    {
        sem_destroy(&_cdata_sem);
        sem_destroy(&_pspace_sem);
        pthread_mutex_destroy(&_cmutex);
        pthread_mutex_destroy(&_pmutex);
    }

private:
    void P(sem_t &sem)
    {
        sem_wait(&sem);
    }

    void V(sem_t& sem)
    {
        sem_post(&sem);
    }

    void Lock(pthread_mutex_t& mutex)
    {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
    }

    void Unlock(pthread_mutex_t &mutex)
    {
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }
private:
    std::vector<T> _ringqueue;
    int _cap; // 容量

    int _c_step; // 消费者下标
    int _p_step; // 生产者下标

    sem_t _cdata_sem;  // 消费者关注的数据资源
    sem_t _pspace_sem; // 生产者关注的空间资源

    pthread_mutex_t _cmutex;
    pthread_mutex_t _pmutex;
};